不同光照水平下白酒草(Conyzajaponica)对氮、镁的差异性吸收

为了揭示氮和镁在不同光照水平下对植物的重要性,研究了一年生草本植物白酒草(Conyza japonica)在不同光照水平下对氮和镁的吸收策略,测定了水培白酒草植株在高( 168±3) μmol·m-2·s-1、中(66±1)μmol·m-2·s-1、低(23±2) μmol·m-2·s-1 3个光照水平下对培养液中的氮和镁的吸收.结果表明:光照水平显著影响了白酒草对氮、镁的吸收.氮和镁的吸收随光照水平的变化呈相反的趋势:随光照水平升高,白酒草每单位生物量对氮的吸收增加,对镁的吸收减少,差异显著(P＜0.05).培养结束时,叶片单位叶鲜重叶绿素含量随光照水平降低而增加,单位叶面积叶绿素含量则以中度光照水平下的叶片最高(P＜0.05).这表明,白酒草适应高光照水平,将会增加对氮的吸收和光合相关酶的合成,以提高光合电子传递效率和羧化效率;低光照水平下植物增加镁的吸收和叶绿素的合成,以加强对光能的捕获.不同光照水平下植物对氮、镁的差异性吸收,可能是光合作用适应于不同光照水平对氮、镁需求产生差异的结果.     

不同起源时期的3种被子植物对酸雨胁迫响应的光合生理生态特征

为了验证起源时间较长的植物具有较强适应性的假设, 人工模拟酸雨胁迫, 研究了在不同酸雨处理下不同起源时期的3种被子植物乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensi)、石栎(Lithocarpus glaber)和山核桃(Carya cathayensis)的光合生理适应特性。实验设置了酸雨对照处理(pH 5.6)、中度酸雨胁迫处理(pH 4.0)和重度酸雨胁迫处理(pH 2.5), 并测定了这3种植物的光合特性。研究结果显示: 1)在不同强度的酸雨处理下, 乐东拟单性木兰的光合能力大小趋势为pH 2.5 > pH 4.0 > pH 5.6, 石栎则为pH 5.6 > pH 4.0 > pH 2.5, 但山核桃在酸雨处理之间差异不显著; 2)在酸雨对照处理(pH 5.6)中, 石栎的光合能力相对较高, 其次是乐东拟单性木兰, 山核桃最小。但在重度和中度酸雨胁迫下(pH ≤ 4.0), 3种植物光合能力的大小趋势为乐东拟单性木兰 > 石栎 > 山核桃, 且酸雨胁迫越严重, 上述趋势越明显。研究结果表明: 在重度酸雨胁迫下, 起源时间较早的乐东拟单性木兰表现出较高的光合与适应能力。从应用的角度出发, 建议考虑将乐东拟单性木兰作为酸雨灾害严重地区植被构建的物种之一。     

植物水淹适应与碳水化合物的相关性

水淹会对陆生植物存活造成本质影响, 特别是完全水淹对陆生植物的影响更为明显。水淹对陆生植物最为主要的影响是氧气不足, 这主要是由氧气在水中的扩散速率较低引起的。同时, 在水淹胁迫下植物对光和CO₂的获取都会受到限制。所有这些因素都将引起植物生物量减少, 最终导致受淹植物死亡。碳水化合物是植物的能量来源, 与植物在水淹胁迫下存活与否有着密切联系。植物水淹适应性与碳水化合物的相关性主要体现在两大方面: 在生理形态层面, 植物通过伸长生长或抑制伸长生长、地上和地下部分碳水化合物的分配比例不同来应对水淹胁迫; 在另一个层面, 植物通过改变激素、酶和基因的表达, 调整碳水化合物的代谢方式, 从而适应水淹环境。该文结合国内外研究现状, 通过对植物在水淹胁迫下生理形态、激素、酶及基因表达诸方面的变化来认识水淹耐受性与碳水化合物的关系, 并就今后的研究方向提出几点建议。     

三峡库区河岸植物野古草(Arundinella anomala var. depauperata Keng)茎通气组织发生对水淹的响应

野古草(Arundinella anomala var. depauperata Keng)在三峡库区长江及其支流江(河)岸有广泛分布,对水淹有很好的耐受能力.有研究表明许多植物在水淹时通气组织发生增强,通气组织的产生改善了植株通气状况,提高了植物对水淹的抵御能力.为了研究水淹是否会影响野古草的通气组织发生以及野古草通气组织发生对水淹的反应,考察了不同水淹深度、不同水淹时间和不同水淹方式处理时野古草茎中通气组织的发生情况.实验中共设置3个水淹深度:不进行水淹(对照)、植株地下部分淹没、植株完全淹没于水下2m深处;5个淹没时间:植株被淹没的时间长度分别为5、10、20、30d和60d;2种水淹方式:连续水淹和间歇水淹.实验结果表明:(1)在无水淹情况下野古草茎中可以产生通气组织,通气组织产生随植株的生长而增强;水淹加快了野古草通气组织发生的进程,促进了野古草通气组织的提前发生.(2)野古草茎中通气组织并不会因为水淹的时间越长而产生越多,植株通气组织的大小达到一定程度后不再因水淹时间的增长而继续增大.(3)淹没深度对通气组织发生有一定影响,总的看来,地下部分淹没野古草植株的通气组织发生要强于完全淹没植株.(4)不同水淹方式对野古草通气组织发生的影响因水淹深度不同而有差异.在完全淹没情况下,连续水淹植株的通气组织比间歇水淹植株的通气组织发达;在地下部分淹没情况下,除水淹初期外,随水淹时间的延长,连续水淹植株通气组织发生与间歇水淹植株没有差异.     

基于RS/GIS的重庆缙云山自然保护区植被及碳储量密度空间分布研究

对森林植被类型和碳储量密度空间分布的研究,可以为森林生态系统服务功能和价值的提高、充分发挥"增汇减排"的碳库经营和管理工作提供重要的基础数据。利用缙云山高分辨率影像(WorldView-2)解译植被专题图和1∶10 000地形图生成数字高程模型,结合野外样方调查、文献中植被生物量回归(经验)模型和碳含量数据资料,在ArcGIS支持下对缙云山自然保护区植被和碳储量密度空间分布进行研究。研究显示,缙云山植被以针叶林为主(30%),人为干扰程度较高的灌木林也占有相当大的比例(21%),地带性顶级植被——常绿阔叶林面积较小(6%);碳储量密度为针阔混交林(74.23 Mg/hm2)>针叶林(62.97 Mg/hm2)>常绿阔叶林(62.65 Mg/hm2)>针竹混交林(59.84 Mg/hm2)>慈竹林(48.72 Mg/hm2)>毛竹林(47.88Mg/hm2)>灌木林(10.66 Mg/hm2),平均碳储量密度高于全国和同地区的平均值,达到了50.45 Mg/hm2;在空间分布上,针叶林在中高海拔(>500 m)和斜坡(>15°)以上优势明显,灌木林则相反,针阔混交林、常绿阔叶林的优势随着海拔升高或坡度增大而增加,植被的碳储量密度也随海拔的增高或坡度增大而增势明显。结果表明缙云山积累和存贮了较多的碳,"库"的功能强;而处于演替阶段初期的针叶林及灌木林明显占优,表明其在碳的积累上还有很大的提升空间,具有"汇"的潜能。此外,在较高海拔和较大坡度上的高碳储量密度,与人类的活动频度较小和对植被干扰较轻相关。因此可以推测,随着自然演替和保护区的封育改造、退耕还林及择伐补阔等森林管理措施的进行,将利于森林植被的保护、发育和更新,促使缙云山森林生态系统的碳储量密度进一步增大,碳"汇"潜能进一步增强,生态服务功能和价值得到进一步提高。     

肠道微生物多样性与能量代谢调控及肥胖关系的研究进展

肠道微生物与宿主之间相互选择,构成了一个相对稳定的超有机体。宿主基因型和遗传关系影响肠道微生物的生态学特征,而肠道微生物发酵肠道内多糖,为宿主提供可吸收利用的养分,增强肠道对养分吸收的能力。同时,肠道微生物还影响一些转录因子的活性,调控宿主基因的表达,增强宿主甘油三酯的合成和脂肪沉积,减少脂肪酸氧化分解,调控宿主能量代谢。     

完全水淹条件下空心莲子草的生长、存活及出水后的恢复动态研究

为了判断入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)能否在河岸带的水淹环境中生存,实验研究了空心莲子草在30、60、90 d和120 d的完全水淹条件下的形态变化、生物量变化、存活及出水后的恢复生长状况.结果发现,空心莲子草在完全水淹条件下分枝的伸长生长加剧,并能快速产生新的叶片,但总生物量及地下部分生物量显著降低.空心莲子草在完全水淹处理后有很高的存活率,淹没120 d后存活率仍高达90%.水淹处理结束后,植株能够迅速地开始恢复生长,但恢复生长能力随着水淹持续时间的延长而逐渐降低.结果表明,空心莲子草有很强的水淹耐受能力,能够在江河河岸带生存,但在水淹持续时间较长的距水面较近的地段可能生长较差.     

三峡库区岸生植物秋华柳对水淹的光合和生长响应

为阐明三峡库区岸生植物秋华柳(Salix variegata)对水淹的耐受机制,模拟三峡库区消落带水淹发生的情况,研究了在不同水淹时间和水淹深度处理下秋华柳的光合和生长特性。实验设置了对照(不进行水淹,常规供水管理)、水淹根部(植株置于水中,植株地下部分被淹没)、水下0.5 m(植株置于水中,植株顶部在水面下0.5 m)和水下2 m(植株置于水中,植株顶部在水面下2 m)4个不同的水淹深度和0、10、20、40、60和90 d 6个不同的水淹时间处理,并测定了在不同水淹时间和水淹深度处理下秋华柳的光合作用、叶绿素荧光和生长。研究结果发现:随着水淹时间的延长,对照和水淹根部植株都具有高的净光合速率、表观量子效率和羧化效率。水淹40 d后,相同水淹深度处理秋华柳植株的净光合速率显著高于耐水湿环境的垂柳(Salix babylonica)(p<0.05)。水淹90 d后,全淹处理植株的光合能力较对照有显著的下降(p<0.05),对照、水下0.5 m和水下2 m植株的净光合速率分别为13.2、10.1和8.05 μmol·m^-2·s^-1,同时全淹植株PSII的最大光化学效率也有一定程度的下降,显著低于对照和水淹根部处理的植株(p<0.05)。水淹40、60和90 d后,全淹植株的胞间CO₂浓度都高于对照和水淹根部植株。随着水淹时间的增加,水淹根部植株不定根数量不断增加,而全淹植株只有极少量的不定根产生。水淹根部植株的主茎长的增量、分枝数的增量、主茎新生叶片数、根生物量的积累和总生物量的积累都高于全淹植株,全淹植株在水淹过程中,其主茎长、分枝数、主茎新叶数、根生物量和总生物量都有增加,同时其凋落叶片较多。水淹90 d后,秋华柳植株的存活率为100%。研究结果表明,秋华柳在经过较长时间的水淹后,表现出较强的光合和生长适应性,可以考虑将秋华柳列为三峡库区消落带植被构建的物种之一。     

两种亚热带榕属乔木植冠损伤后的位置依赖性枝发生

三峡库区需要大量植株用于三峡工程所涉及的诸多建设(如铁路、公路、建筑)之后的植被恢复和绿化.由于具有优美树冠和耐瘠薄土壤的能力,榕(Ficus microcarpa L.)和黄桷树(Fvirens Ait.var.sublanceolata(Miq.)Cornor) 在三峡库区作为绿化和行道树木大量栽植.在三峡库区,这两种树种苗木的培育主要通过切枝扦插的方式进行.大量切枝损伤植株植冠并且使叶组织数量减少,对植株生长有很大影响.植株生长与植株的枝发生格局有很大关系,为明确植冠损伤对植株生长的可能影响,对榕和黄桷树植冠损伤后的枝发生进行了研究.实验发现,切枝造成的植冠损伤对榕和黄桷树植株侧枝上的枝发生没有影响,不同损伤强度之间和不同损伤发生时间之间都不存在明显的差异.但是,植冠损伤后,榕和黄桷树植株主茎上的枝发生是位置依赖性的.植冠损伤不影响榕和黄桷树植株损伤处理后新生主茎段和具侧枝主茎段上的枝发生,却促进了损伤处理后裸露主茎段上的枝发生,并且裸露主茎段上枝发生的数量和密度随植冠损伤强度的升高而增大.此外,实验结果表明,秋季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生要高于春季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生;在榕和黄桷树的枝发生中,仅有裸露主茎段上增强的枝发生会促进植冠损伤植株对叶组织的生物量投资并有利于受损植株的恢复和生长.     

植物光合结构与非光合结构的功能平衡:来自三种亚热带乔木树种的实验证据

来自三种亚热带乔木树种的实验证据 曾波 （1.西南师范大学生命科学学院,重庆400715;2.Department of Plant Ecology, Utrecht Unixersity, P.O.Box 80084,3508TB Utrecht,The Netherlands) 摘要： 植物的地上部分和地下部分存在功能性平衡现已十分清楚,但植物的地上部分是否在其光合结构（叶组织）和非光合结构（枝和茎）之间也存在功能性平衡尚不明晰。本文提出两个研究假设并检验之：1）植物地上部分在其光合与非光合结构之间存在功能性平衡;2）此功能性平衡的维持依赖于对光合和非光合结构生物量分配的调节。为验证此假设,采用枝叶修剪的方式（连续两年修剪,四个修剪强度：0,20%,50%,70%）对3种亚热带乔木树种榕(Ficus microcarpa）、黄桷树（Ficus uirens）和樟（Cinnamomum camphora）进行了研究。结果表明,修剪使所有树种地上部分的光合与非光合结构生物量比率（P/NP）立即下降,下降程度随修剪强度的升高而增大。但不论是首次修剪还是第二次修剪,修剪处理一年后,修剪株地上部分的光合与非光合结构生物量比率升高,且此生物量比率不低于非修剪株的光合与非光合结构生物量比率。此研究结果证实了植物地上部分光合与非光合结构间存在功能性平衡的假设。与假设一致,植株的生物量分配在修剪后发生了改变：修剪株加大了对光合结构（叶组织）的生物量分配（大量的新生产地上部分生物量被分配到光合结构）,同时却减少了对非光合结构（枝和茎）的分配。此分配格局的改变保证了光合与非光合结构功能性平衡的恢复与维持。可以认为,通过改变生物量分配格局以维持光合 与非光合结构功能平衡是植物抵御外来干扰和e 或损伤的一种有效策略。 关键词： 生物量分配;功能平衡;非光合结构;光合结构;乔木